Procédé de grillage de minerais ou de concentrés de sulfures
mélangés.
Procédé de grillage de minerais ou
de concentrés de sulfures mélangés
La présente invention concerne le grillage (oxydation) de minerais ou de concentrés de sulfures-et ,plus " particulièrement le grillage de matières premières contenant à la fois du sulfure de zinc et du sulfure de plomb,
Le procédé classique de grillage de ces matières pour donner une alimentation en oxydes^ destinés à un processus de fusion, consiste à griller une plaque frittée sur une machine à fritter classique Dwight-Lloyd�avec un courant d'air ascendant pour aider à la combustion (voir par exemple "Updraught zinc/lead sintering" par R.M. Sellvood, Mining Journal 1960,
254, 15 avril , 434-435). En utilisant cette technique, les concentrés contenant jusqu'à 25 % en poids de sulfure de plomb peuvent être grillés.
Toutefois, il est nécessaire de mettre au point un procédé de grillage pour des concentrés contenant du sulfure de zinc et du sulfure de plomb, qui soit indépendant de cette technique de frittageo On sait que.,si ces matières peuvent être transformées par calcination en forme d'oxyde particulaire, elles peuvent alors être compactées en briquettes qui sont appropriées pour l'alimentation d'un haut fourneau, par exemple par les techniques décrites dans les demandes de brevets britanniques de la demanderesse 1 302 864 et 1 394 609.
Une voie pour résoudre ce problème, qui consiste à former des boulettes ayant un noyau en sulfure de plomb et une enveloppe en sulfure de zinc, en vue du grillage ultérieur, est indiquée dans la demande de brevet UK de la demanderesse
2 024 792. Cette voie a pour but d'éviter les phases en fusion provoquant l'agglomération des boulettes. Toutefois, il reste encore des problèmes avec une technique de grillage de ce genre et ces problèmes sont même davantage marqués quand des concentrés de sulfure de zinc/sulfure de plomb mélangés d'une façon homogène doivent être grillés. Les problèmes sont principalement ;
(a) perte de plomb par volatilisation (probablement sous forme de sulfure) durant le grillage,
(b) élimination incomplète ou insuffisante du soufre des boulettes grillées.
Les auteurs de la présente invention ont maintenant découvert qu'en ajoutant des quantités contrôlées d'oxyde de zinc au sulfure de zinc et/ou au sulfure de plomb à griller, en même temps qu'en utilisant des conditions d'oxydation soigneusement contrôlées, ces problèmes peuvent être fortement améliorés ou largement surmontés.
La présente invention concerne un procédé de grillage d'une matière contenant à la fois du sulfure de zinc et du sulfure de plomb pour obtenir un produit qui contient des oxydes, consistant à transformer la matière en boulettes ayant un diamètre compris entre 2 et 15 mm, avec l'incorporation d'une quantité d'oxyde de zinc en poudre comprise entre 2 et 20 % en poids,
et à griller ces boulettes dans un gaz contenant de l'oxygène., en au moins deux stades, le premier ayant lieu à une température plus basse et le second étant effectué à une température plus élevéeo -
De préférence,-le premier stade d'oxydation est effectué à
<EMI ID=1.1>
De préférence, la quantité d'oxyde de zinc incorporée dans les boulettes est comprise entre 2 % et 10 %,'calculés sur le poids des boulettes.
De préférence, les boulettes sont formées à partir de concentrés mélangés de sulfure de zinc et de sulfure de plomb. Toutefois, les boulettes peuvent être formées en ayant un noyau pratiquement en sulfure de plomb et une enveloppe prati. quement en sulfure de zinc selon la technique décrite dans la demande de brevet UK 2 024 792.
De préférence, le gaz contenant de l'oxygène est de l'air
<EMI ID=2.1>
De cette façon, on peut obtenir des boulettes grillées contenant moins de 1 % de soufre résiduel en même temps qu'une volatilisation du_plomb atteignant au maximum 25 % (équivalente au procédé de grillage de plaques frittées).
La présente invention sera décrite en détail en se référant aux essais expérimentaux ci-après dans lesquels les boulettes
<EMI ID=3.1>
sans addition d'oxyde de zinc. Dans chaque cas, on prépare des boulettes de 5 mm de diamètre à partir de concentré- de sulfure de zinc et de concentré de sulfure de plomb (dont les analyses
<EMI ID=4.1>
transformation en boulettes contient 25 % de lessive sulfitiqueo Le poids spécifique des boulettes vertes est d'environ 3,0. La
<EMI ID=5.1>
Zn Pb Fe S Concentré de sulfure de zinc (A) 51,8 1,3 10,1 32,2 Concentré de sulfure de plomb (B) 8,0 57,4 8,3 20,9
Les charges de boulettes utilisées dans les essais expérimentaux ont les compositions suivantes :
<EMI ID=6.1>
Les détails des conditions de grillage sont les suivants :
Charge 16:boulettes pourvues d'un noyau avec ZnO Température du four 930[deg.]C pendant 3 minutes puis 990[deg.]C pendant le temps indiqué.
Gaz 10,8 % de 02, 6,5 % de S02, débit 1,562 1/minute Débit d'air 1,635 1/minute.
Charge 18,'boulettes pourvues d'un noyau sans ZnO Température du four 930[deg.]C pendant 3 minutes puis 985[deg.]C pendant la durée mentionnée ci-dessous.
<EMI ID=7.1>
Débit d'air 1,635 1/minute.
Les compositions finales sont indiquées ci-dessous
<EMI ID=8.1>
Charge 16
<EMI ID=9.1>
Charge 18
<EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
Quand on compare les résultats ci-dessus, on obtient les effets statistiques suivants, dans lesquels P est la probabilité de l'hypothèse nulle.
<EMI ID=12.1>
Ceci montre l'effet extrêmement significatif de l'addition de ZnO dans la réduction de la quantité de plomb volatilisé.
L'élimination du soufre paraît être affectée défavorablement par les additions d'oxyde de zinc quand la durée de grillage avec de l'air est courte, mais non quand cette durée est plus longue. Une combinaison des conditions de l'addition d'oxyde de zinc et des conditions de grillage appropriées (telles qu'exprimées dans_l'exposé de la présente invention) donne
par conséquent à la fois une bonne rétention du plomb et une bonne élimination du soufre.
Afin d'illustrer les effets sur l'élimination du soufre et la rétention du plomb dans des essais en continu , on note les nombres suivants
Température du four 890[deg.]C, montée à 960[deg.]C au bout de 40 minutes. Gaz 11,3 % de 02, 6,5 % de S02 Débit de gaz 1,112 litre/minute
Débit d'air 1,0 litre/minute Débit de N2 1,0 litre/minute Poids des boulettes 30 g - charge initiale 10 g puis 10 boulettes toutes les 2 minutes - chargement complété en
20 minutes.
Les abréviations utilisées dans le tableau sont les suivantes : WL = perte en % en poids, LWL = perte de plomb en % en poids pendant le grillage, S02,02 = composition dosée
(en volume) du gaz de grillage obtenu si on suppose que le gaz utilisé pendant le premier stade est recyclé à partir du second stade^ et si on exclut la période de l'azote. (En réalité, l'azote n'a pas d'effet sur le grillage).
<EMI ID=13.1>
<EMI ID=14.1>
l'utilisation d'oxyde de zinc en des quantités de 5 % et de 8 % permet d'éliminer le_soufre jusqu'à une quantité inférieure à
<EMI ID=15.1>
inférieures à 25 % ou encore plus faibles.
REVENDICATIONS
1. Procédé de grillage d'une matière contenant à la fois du sulfure de zinc et du sulfure de plomb, pour obtenir un produit qui contient des oxydes, caractérisé par le fait qu'il consiste à transformer la matière en boulettes ayant un diamètre compris entre 2 et 15 mm, en incorporant de l'oxyde de zinc en poudre en une quantité comprise entre 2 et 20 % en
<EMI ID=16.1>
l'oxygène,en au moins deux stades, le premier étant effectué à une température plus basse et le dernier étant effectué à une température plus élevée.
Process for roasting ores or sulphide concentrates
mixed.
Ore roasting process or
mixed sulphide concentrates
The present invention relates to the roasting (oxidation) of ores or concentrates of sulphides-and, more "particularly the roasting of raw materials containing both zinc sulphide and lead sulphide,
The conventional method of roasting these materials to provide a supply of oxides for a melting process is to roast a sintered plate on a conventional Dwight-Lloyd � sinter machine with an upward flow of air to help combustion (see for example "Updraught zinc / lead sintering" by RM Sellvood, Mining Journal 1960,
254, April 15, 434-435). Using this technique, concentrates containing up to 25% by weight of lead sulfide can be roasted.
However, it is necessary to develop a roasting process for concentrates containing zinc sulfide and lead sulfide, which is independent of this sintering technique. It is known that, if these materials can be transformed by calcination into form of particulate oxide, they can then be compacted into briquettes which are suitable for feeding a blast furnace, for example by the techniques described in the British patent applications of the applicant 1,302,864 and 1,394,609.
One way to solve this problem, which consists in forming pellets having a lead sulfide core and a zinc sulfide shell, for subsequent roasting, is indicated in the applicant's UK patent application.
2,024,792. The purpose of this route is to avoid the molten phases causing the pellets to agglomerate. However, there are still problems with such a roasting technique and these problems are even more pronounced when homogeneously mixed zinc sulfide / lead sulfide concentrates are to be roasted. The problems are mainly;
(a) loss of lead by volatilization (probably in the form of sulphide) during roasting,
(b) incomplete or insufficient removal of sulfur from roasted pellets.
The authors of the present invention have now discovered that by adding controlled amounts of zinc oxide to zinc sulfide and / or lead sulfide to be roasted, together with using carefully controlled oxidation conditions, these problems can be greatly improved or largely overcome.
The present invention relates to a method of roasting a material containing both zinc sulfide and lead sulfide to obtain a product which contains oxides, consisting in transforming the material into pellets having a diameter between 2 and 15 mm , with the incorporation of an amount of powdered zinc oxide of between 2 and 20% by weight,
and to toast these pellets in an oxygen-containing gas., in at least two stages, the first taking place at a lower temperature and the second being carried out at a higher temperature
Preferably, the first oxidation stage is carried out at
<EMI ID = 1.1>
Preferably, the quantity of zinc oxide incorporated in the pellets is between 2% and 10%, calculated on the weight of the pellets.
Preferably, the pellets are formed from mixed concentrates of zinc sulfide and lead sulfide. However, the pellets can be formed by having a core substantially of lead sulfide and a practical shell. only in zinc sulfide according to the technique described in patent application UK 2,024,792.
Preferably, the oxygen-containing gas is air
<EMI ID = 2.1>
In this way, grilled pellets containing less than 1% of residual sulfur can be obtained at the same time as a volatilization of lead reaching a maximum of 25% (equivalent to the method of roasting sintered plates).
The present invention will be described in detail with reference to the following experimental tests in which the pellets
<EMI ID = 3.1>
without the addition of zinc oxide. In each case, 5 mm diameter pellets are prepared from zinc sulphide concentrate and lead sulphide concentrate (including analyzes
<EMI ID = 4.1>
transformation into pellets contains 25% sulphite detergent o The specific weight of green pellets is approximately 3.0. The
<EMI ID = 5.1>
Zn Pb Fe S Zinc sulfide concentrate (A) 51.8 1.3 10.1 32.2 Lead sulfide concentrate (B) 8.0 57.4 8.3 20.9
The pellets fillers used in the experimental tests have the following compositions:
<EMI ID = 6.1>
The details of the toasting conditions are as follows:
Load 16: pellets provided with a core with ZnO Oven temperature 930 [deg.] C for 3 minutes then 990 [deg.] C for the time indicated.
Gas 10.8% 02, 6.5% S02, flow 1.562 1 / minute Air flow 1.635 1 / minute.
Load 18, 'pellets provided with a core without ZnO Oven temperature 930 [deg.] C for 3 minutes then 985 [deg.] C for the duration mentioned below.
<EMI ID = 7.1>
Air flow 1,635 1 / minute.
The final compositions are indicated below
<EMI ID = 8.1>
Charge 16
<EMI ID = 9.1>
Charge 18
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
When comparing the above results, we get the following statistical effects, where P is the probability of the null hypothesis.
<EMI ID = 12.1>
This shows the extremely significant effect of the addition of ZnO in reducing the amount of volatilized lead.
Sulfur removal appears to be adversely affected by zinc oxide additions when the roasting time with air is short, but not when the roasting time is longer. A combination of the conditions for the addition of zinc oxide and the appropriate roasting conditions (as expressed in the description of the present invention) gives
therefore both good retention of lead and good removal of sulfur.
To illustrate the effects on sulfur removal and lead retention in continuous testing, the following numbers are noted
Oven temperature 890 [deg.] C, raised to 960 [deg.] C after 40 minutes. Gas 11.3% 02, 6.5% S02 Gas flow 1.112 liter / minute
Air flow 1.0 liter / minute N2 flow 1.0 liter / minute Weight of pellets 30 g - initial load 10 g then 10 pellets every 2 minutes - loading completed in
20 minutes.
The abbreviations used in the table are as follows: WL = loss in% by weight, LWL = loss of lead in% by weight during roasting, S02.02 = composition dosed
(by volume) of the roasting gas obtained if it is assumed that the gas used during the first stage is recycled from the second stage ^ and if the period of nitrogen is excluded. (In reality, nitrogen has no effect on roasting).
<EMI ID = 13.1>
<EMI ID = 14.1>
the use of zinc oxide in quantities of 5% and 8% makes it possible to eliminate the sulfur up to an amount less than
<EMI ID = 15.1>
less than 25% or even lower.
CLAIMS
1. Method of roasting a material containing both zinc sulfide and lead sulfide, to obtain a product which contains oxides, characterized in that it consists in transforming the material into pellets having a diameter included between 2 and 15 mm, incorporating powdered zinc oxide in an amount between 2 and 20% by
<EMI ID = 16.1>
oxygen, in at least two stages, the first being carried out at a lower temperature and the last being carried out at a higher temperature.